Температура кипения раствора

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Общий перепад давлений в установке равен [1]:

МПа (5)

В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну. Тогда давления греющих паров в корпусах равны:

МПа

МПа (6)

МПа

Давление пара в барометрическом конденсаторе [1]:

МПа,

что соответствует заданной величине Р_бк.

По давлениям паров находим их температуры и энтальпии [2]. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Температуры и энтальпии пара

При определении температуры кипения растворов в аппаратах исходят из следующих допущений. Распределение концентраций раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией практически соответствует модели идеального перемешивания. Поэтому концентрацию кипящего раствора принимают равной конечной в данном корпусе и, следовательно, температуру кипения раствора определяют при конечной концентрации.

Изменение температуры кипения по высоте кипятильных труб происходит вследствие изменения гидростатического давления столба жидкости. Температуру кипения раствора в корпусе принимают соответствующей температуре кипения в среднем слое жидкости. Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь от температурной (D'), гидростатической (D") и гидродинамической (D'") депрессий (ΣD=D'+D''+D'").

Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчетах принимают D'" =1,0-1,5 °С [1] на корпус. Примем для каждого корпуса D'"= 1,5°С. Тогда температуры вторичных паров в корпусах равны:

(7)

Сумма гидродинамических депрессий:

По температурам вторичных паров t_вп определяем их давления Р_вп [2]. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Давление вторичного пара

Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности. Давление в среднем слое кипящего раствора Р_ср каждого корпуса определяется по уравнению [1]:

(8)

где h – высота кипятильных труб в аппарате, м;

r - плотность кипящего раствора, кг/м²;

e - паронаполнение (объёмная доля пара в кипящем растворе), м³/м³.

Для выбора величины h необходимо ориентировочно оценить поверхность теплопередачи выпарного аппарата F_ор. Можно принять удельную тепловую нагрузку аппаратов с естественной циркуляцией раствора q = 20 000¸50 000 Вт/м², аппаратов с принудительной циркуляцией раствора в корпусах q =40 000¸80 000 Вт/м². Принимаем q = 50 000 Вт/м², тогда поверхность теплопередачи первого корпуса ориентировочно будет равна:

(9)

Здесь r₁ =2366,6 кДж/кг – теплота парообразования вторичного пара.

По ГОСТ 11987-81 трубчатые аппараты с естественной и вынесенной греющей камерой (тип 1, исполнение 2) состоят из кипятильных труб высотой 4 и 5 м при диаметре d_н =38мм и толщине стенки d_ст =2 мм. Примем высоту кипятильных труб H =4м.

При пузырьковом (ядерном) режиме кипения паронаполнение составляет e=0,4 ¸ 0,6. Принимаем e = 0,5.

Плотность водных растворов KOH по корпусам при t = 15 ⁰C равна [1]:

r₁ = 1054 кг/м³; r₂ = 1085,3 кг/м³; r₃ = 1163 кг/м³.

При определении плотности растворов в корпусах пренебрегаем изменением её с повышением температуры ввиду малого значения коэффициента объёмного расширения и ориентировочно принятого значения e.

Давления в среднем слое кипятильных труб корпусов [1]:

МПа

МПа

МПа

Этим давлениям соответствуют следующие температуры кипения и теплоты испарения растворителя [2]. Данные представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Температуры кипения и теплоты испарения растворителя

Определим гидростатическую депрессию по корпусам

(10)

Сумма гидростатических депрессий равна:

Температурная депрессия определяется по уравнению:

(12)

Где Т – температура паров в среднем слое кипятильных труб, К;

D¢_атм – температурная депрессия при атмосферном давлении [1].

Значение D¢по корпусам:

Сумма температурных депрессий:

Температуры кипения растворов в корпусах [1]:

(13)

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США